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防雷基础知识及误区的解答

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发表于 2016-5-18 10:19:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
核心提示:1、电源线保护器(SPD)与数据线保护器(DLP)有何区别?仅安装一种是否可以起到防护作用?    电涌不仅会通过电源线,还会通

1、电源线保护器(SPD)与数据线保护器(DLP)有何区别?仅安装一种是否可以起到防护作用?
   电涌不仅会通过电源线,还会通过数据线损坏设备。任何与电源连接的电气设备均会被通过电源线的电涌损坏。与调制解调器或计算机网络连接的设备,同样需要数据线电涌防护器来防止电涌的破坏。
2、假如已经安装了避雷针,还需要电涌防护器吗?
   还需要。避雷针是不能替代电涌防护器的。避雷针把直击雷产生的大部分有害能量从建筑物外分流入地,从而可以避免建筑物起火或爆炸。但是雷击可以产生巨大的磁场,并在电源线和数据线上产生强大的过电压。这就是所谓感应现象。如果这时已经安装了高质量的电涌防护器,建筑物内的敏感电气设备就可以受到保护。但是如果安装了低质量的电涌防护器或没有安装,设备仍会被毁坏。这种实例很多,这里不再一一列举。
3、如果在建筑物入口处安装了电涌防护器,在建筑物内部是否还需要安装其他的电涌防护器?
   在建筑物主配电盘的入口处,一台型号合适、安装合理的电涌防护器可安全地保护建筑物内部所有的设备,包括雷电在内的免受建筑物外产生的电涌的干扰。但是,80%的电涌来自建筑物内,如升降机的马达、空调机、激光打印机、复印机等;为处理这些由内部大型设备造成的这些电涌,建议在给被保护设备供电的分支配电盘或本地配电盘处安装CHINASPD80或CHINASPD40。
4、可根据被保护设备的价值和被保护设备需要连续在线工作的重要性:越是贵重的设备,越需要可靠的保护装置。在高雷区,即使是一台设备,倘若它非常关键、价值很高,采用一台防护终端来保护它,也是值得的。美国有统计表明:银行由于设备网络故障,每小时的停机就造成几百万美元的经济损失。我国银行计算机网络故障停机是经常性的,50%的故障停机可归结为电涌的干扰。14)如果在建筑物入口处安装了电涌防护器,在建筑物内部,是否还需要安装其他的电涌防护器?
在建筑物主配电盘的入口处,一台型号合适、安装合理的MCG电涌防护器可安全地保护建筑物内部所有的设备,包括雷电在内的免受建筑物外产生的电涌的干扰。但是,80%的电涌来自建筑物内,如升降机的马达、空调机、激光打印机、复印机等;为处理这些由内部大型设备造成的这些电涌,建议在给被保护设备供电的分支配电盘或本地配电盘处安装浪涌保护器。
5、电涌防护器的反应时间?
  有一种观点认为,压敏电阻和其它各种过电压保护器件的响应时间是个重要的指标,希望越小越好,并以它来判断器件的优劣,这是一种误解。
1998年和2000年先后发表的凉粉关于电涌保护器的重要国际技术标准,IEC61643-1和IEC61643-21都没有提及响应时间。2000年发表的IEEE标准C62.62第7.12条款对此作了明确的说明:"SPD对冲击电压波前的响应特性,依赖于侵入波的上升速率、冲击源阻抗、保护器件内部电抗的作用,以及抑制元件内部导电机理所决定的响应特性。换句话说, 对波前的响应,除了受抑制元件响应速度的影响外,更多地受包括连结线阻抗在内的试验线路状态的制约。此外,在规定条件下测得的相应电压的峰值,对冲击保护目的而言,才是具有头等重要意义的特征。因此,对于本标准所述器件的典型应用而言,对波前的响应,被认为是一个可能引起误导的且没有必要的技术要求。因此,在没有特殊要求的情况下,对波前响应不规定技术要求,也不进行试验、测量、计算或认证?quot;
  美国GE公司实际测量了压敏电阻抑制冲击电压的过程,得出的结论是压敏电阻在不到1ns的时间内即对冲击电压发生抑制作用,其原因是因为压敏电阻的导电机理与其它半导体器件相类似,所以本质上是很快的,即使在ns范围内页看不到明显的响应滞后。在实用中,引线和连结线的电感,完全抹杀了压敏电阻的快速响应。
6、在恶劣的电源条件下,压敏电阻能长期保持有效吗?
  在以往的应用中,跨接在电源线上的压敏电阻器出现过起火燃烧,危机临近其它元器件的事故。对此,制造者和使用者共同进行了大量研究和分析工作,采取了相应的对策,极大地降低了这类事故的概率,但尚未杜绝,因此,压敏电阻的使用安全性仍是个值得重视、需要继续研究解决的课题。压敏电阻起火燃烧的表观现象,大体上可分为老化失效和暂态过电压破坏两种类型:
  ①老化失效,这是指电阻体的低阻线性化逐步加剧,漏电流恶性增加且集中流入薄弱点,薄弱点材料融化,形成1kΩ左右的短路孔后,电源继续推动一个较大的电流灌入短路点,形成高热而起火。这种事故通常可以通过一个与压敏电阻串联的热熔接点来避免。热熔接点应与电阻体有良好的热耦合,当最大冲击电流流过时不会断开,但当温度超过电阻体上限工作温度时即断开。研究结果表明, 若压敏电阻存在着制造缺陷,易发生早期失效, 强度不大的电冲击的多次作用,也会加速老化过程,使老化失效提早出现。
②暂态过电压破坏,这是指较强的暂态过电压使电阻体穿孔,导致更大的电流而高热起火。整个过程在较短时间内发生,以至电阻体上设置的热熔接点来不及熔断。在三相电源保护中,N-PE线之间的压敏电阻器烧坏起火的事故概率较高,多数是属于这一种情况。相应的对策集中在压敏电阻损坏后不起火。
7、如果有了UPS,是否还需要电涌防护器?
   UPS的作用是对供电系统突然停电或电压不足提供支持,在突然断电时,UPS
保护电气和电子系统、处理控制器和数据免受部分或全部的损坏。有些UPS带有低能的电涌抑制器。这种内置的低能电涌抑制器只能用来保护和UPS
相连的负载免受数量有限的弱电涌的袭击,因此,不能作为专门的解决电涌问题的方案。更重要的是:有研究表明UPS设备中的敏感电气控制线路极易受到电涌的破坏。而这些线路经常是监视UPS的状态以及UPS的交流电源的输入、输出状态的。1884年成立的电气与电子工程师协会(IEEE),是世界最大的技术专业团体,曾十分关注UPS可能受到破坏,并在IEEE标准1100-1992中专门采用了一章9.11.3:UPS电涌防护。其中指出:雷电和其它产生瞬态电压的现象,对大部分UPS设备和敏感的电气负载设备是有害的。因此,建议UPS的整流器输入系统和辅助的UPS旁路系统(包括人工保养的旁路系统)都应加装IEEEC62.41-1991标准中规定的有效的电涌防护装置。
8、压敏电阻如何串联和配对?
  压敏电阻可以很简单地串联使用。将两只电阻体直径相同(通流量相同)的压敏电阻串联后,漆压敏电压、持续工作电压和限制电压相加,而通流量指标不变。例如在高压电力避雷器中,要求持续工作电压高达数千伏,数万伏,就是将多个ZnO压敏电阻阀片迭和起来(串联)而得到的。

压敏电阻可以并联,目的是获得更大的通流量,或者在冲击电流峰值一定的条件下减小电阻体中的电流密度,以降低限制电压。
  当要求获得极大的通流量〔 例如8/20,(50~200)KA 〕,且压敏电压又比较低(例如低于200V)时,电阻体的直径 / 厚度比太大,在制造技术上有困难,且随着电阻体直径的加大,电阻体的微观均匀性变差,因此通流量不可能随电阻体面积成比例地增大。这是用较小直径的电阻片并联可能是个更合理的方法。
由于高非线性,压敏电阻片的并联需要特别小心谨慎,只有经过仔细配对,参数相同的电阻片相并联,才能保证电流在各电阻片之间均匀分配。针对这种需求,本公司专门为用户提供配对的电阻片。
此外,纵向连结的几个压敏电阻器,使用经过配对的参数一致的压敏电阻器后,当冲击侵入时,出现在横向的电压差可以很小。在这种情况下,配对也是有意义的。
9、压敏电阻如何与气体放电器件的串联和并联?
  压敏电阻可以与气体放电管、空气隙、微放电间隙等气体放电器件相串联(图10.5a),这个串联组合的正常工作要满足两个基本条件:①、系统电压上限值应低于气体放电器件G的直流击穿电压;②、G点火后在系统电压上限值下,压敏电阻MY中的电流应小于G的电弧维持电流,以保证G的熄弧。
这种串联组合具有电容量小,工作频率高;漏电流极小安全性好;以及不存在压敏电阻MY在系统电压下老化的问题,因而可靠性高等优点,但同时也有气体放电器件相应慢所引起的"让通电压"问题。
压敏电阻也可与气体放电管并联,以降低气体放电管的冲击点火电压。
10、压敏电阻如何再线检测?
  安装在重要场合的压敏电阻器,一般每年检测一次,对于防雷保护用器件,安排在雷雨季节前进行检测,发现劣化的器件及时更换。这样做的目的有两个,一是保证重要系统的正常工作,二是为研究和提高压敏电阻的可靠性提供信息。更好的做法是在压敏电阻的使用现场安装专用纪录仪,记录运行过程中压敏电阻实际承受的冲击电流。
11、设备一定需要"三级"保护吗?
   假如你只是采用过时的技术,你就一定需要"三级"保护;要是采用MCG的防护技术,就不一定需要。所有的敏感电气设备的运行都是在严格的电压范围内进行的。超过1kV的高速过电压,对电气设备都非常危险。任何雷电防护措施的目的,都是要把过电压限制在1kV以下。单用一个MCG电涌防护器,就可做到这点。而一些较老旧的技术必须使用三级才能把过电压限制到1kV以下。在主张三级系统的一个主要制造商的一份手册中,用下面这样一个表说明他的系统是如何工作的:
第一级 第二级 第三级
把 6kV限制到 4kV 把 4kV限制到 2.5kV 把 2.5kV限制到 1.5kV
换句话讲,"三级"系统中所使用的这种技术,不能在单级中的将过电压钳制到安全的范围内。即使是使用了三级,他们也只能将过电压钳制到1.5kV。一个正确安装的单一的MCG电涌防护器,可以负荷 6kV的过电压并将通过电压降低到1kV以下,不需其他附加级。
12、市场上的组合技术电涌防护器(或称作双保险设计)是指什么?
组合技术产品是指通过将几种技术方法结合在一起使用,从而达到一种通过单一技术所不能取得的效果。目前在电涌防护器市场上常见的两种组合技术产品分别是:
a) 硒光电池加压敏电阻
采用这种组合技术的厂商宣称硒光电池可以进一步降低钳制电压,但这仅仅是一种市场宣传手段,因为所有超过1000安的电涌基本上是通过压敏电阻分流掉的。有些厂家宣称硒光电池可使MOV 停止退降,试验没有证实这种说法
b) 压敏电阻加雪崩二极管
和硒光电池一样,雪崩二极管处理电涌的能力十分有限。当电涌很大时,只有压敏电阻才真正起到作用。10,000只雪崩二级管处理电涌的能力仅相当于一只40mm压敏电阻的处理能力。由于这些组合技术所能起到的保护作用微乎其微,所以MCG的电源线电涌防护器从来不采用它。




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